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微课时突破2 综合深化解重难(化学相关计算的 2 种常用方法)
利用关系式法的计算题一般以中和滴定或氧化还原反应滴定为素材考查物质的量的相关计算,根据化学反应找出相关物质之间的关系再进行化繁为简的计算。热重分析法主要通过分段加热分析剩余物质的质量,进而求算物质的化学式的一种计算方法。关系式法和热重分析法是高考中常用的两种计算方法,体现化学学科对计算的要求,主要考查学生的逻辑推理能力和计算能力。
方法(一) 关系式法
表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。利用关系式法可以省去不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。
[思维建模] 关系式法解题步骤
[全训题点考法]
考法(一) 根据原子守恒找关系式
1.碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4 g上述混合物,消耗1 mol·L-1盐酸500 mL。煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是 ( )
A.35 g B.30 g C.20 g D.15 g
答案:C
解析:碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜,溶解28.4 g该混合物,消耗1 mol·L-1盐酸500 mL,HCl的物质的量为0.5 mol,根据氯元素守恒,则CuCl2的物质的量为0.25 mol。根据Cu元素守恒可知,原混合物中含有Cu元素的物质的量为0.25 mol,煅烧等质量的混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25 mol,则m(CuO)=0.25 mol×80 g·mol-1=20 g。
2.银铜合金广泛用于航空工业,从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
[注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃]若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________mol CuAlO2,至少需要1.0 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液________L。
答案:50 25
考法(二) 根据电子守恒找关系式
3.将Mg和Cu组成的2.64 g混合物投入适量的稀硝酸中恰好反应,固体完全溶解时收集到NO气体0.896 L(标准状况),向反应后的溶液中加入NaOH溶液使金属离子恰好沉淀完全,则形成沉淀的质量为________。
答案:4.68 g
答案:0.100 mol·L-1
则SnCl4样品的纯度为________%;若滴定时间过长,会使测量结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
若滴定时间过长,则溶解的空气中的O2会将Sn2+氧化,从而减少碘酸钾的用量,最终使测量结果偏大。
方法(二) 热重曲线分析
1.测定固体物质组成的热重法
只要物质受热时发生质量变化,都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。
[典例] MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物,其固体残留率随温度的变化如图所示。
(1)300 ℃时,剩余固体中n(Mn)∶n(O)为________________。
(2)图中点D对应固体的成分为__________________________(填化学式)。
[答案] (1)1∶2 (2)Mn3O4与MnO的混合物
[思维建模] “两步法”突破热重分析及计算题
[全训题点考法]
1.随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”。经热重分析测得:NH4VO3在焙烧过程中,固体残留率随温度变化的曲线如图所示。则NH4VO3在分解过程中 ( )
A.先分解失去H2O,再分解失去NH3
B.先分解失去NH3,再分解失去H2O
C.同时分解失去H2O和NH3
D.同时分解失去H2、N2和H2O
答案:B
2.[双选]在加热固体NH4Al(SO4)2·12H2O时,固体质量随温度的变化曲线如图所示:已知a点物质为NH4Al(SO4)2,b点物质为Al2(SO4)3,下列判断正确的是 ( )
A.0~T ℃的过程变化是化学变化
B.c点物质是工业上冶炼铝的原料
C.a→b反应中生成物只有Al2(SO4)3和NH3两种
D.Al2(SO4)3能够净水,可用离子方程式表示为Al3++3OH-===Al(OH)3
答案:AB
解析:因为a点物质为NH4Al(SO4)2,则0~T ℃的过程变化是失去结晶水生成NH4Al(SO4)2,是化学变化